可再充电电池 【技术领域】
所描述的技术总地来说涉及一种可再充电电池。背景技术 与无法被再充电的一次电池不同的是, 可再充电电池能够被反复地放电和充电。 低容量可再充电电池用做诸如移动电话、 膝上型计算机和可携式摄像机之类的小型便携 式电子设备的电源, 而大容量可再充电电池广泛地用作驱动电动机 ( 例如混合车辆的电动 机 ) 的电源。
当前, 已经开发出使用高能量密度非水性电解液的高功率可再充电电池, 此种由 多个可再充电电池串联连接而成的高功率可再充电电池具备大的容量, 因而可驱动需要高 电功率的设备 ( 例如, 电动车辆 ) 的电动机。
进一步, 大容量可再充电电池通常由串联连接的多个可再充电电池形成, 并且大 容量可再充电电池可以以圆柱形的形状或者四边形的形状形成。
四边形的可再充电电池包括 : 电极组件, 其中放置有二者间置以隔板的正电极和 负电极 ; 壳体, 具有用于容纳电极组件的空间 ; 盖板, 闭合并密封壳体, 并且盖板上形成有 用以插入端子的端子孔, 其中端子电连接至电极组件并且插入至端子孔中从而凸出到壳体 的外部。
如果可再充电电池内部发生过热或者电解液分解, 其内部压力会上升, 鉴于此, 可 再充电电池安装了在预定压力下断裂的通风口以防止电池爆炸。 为使气体平稳地经通风口 释放, 通风口和电池组件之间应形成有充足的空间。然而, 当气体释放之际, 电极组件可能 会在气体的释放压力之下随气体一道抬升从而可能会接触盖板进而封闭通风口孔道。 若因 电极组件封闭通风口孔道致使气体无法释放, 可再充电电池的内部压力会上升, 进而可导 致可再充电电池爆炸。
该背景部分中所公开的以上信息仅用于增强对所描述技术的背景的理解, 因此它 可能包含不构成在本国中对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容 所描述的技术总地来说致力于提供一种具有改进的安全性的可再充电电池。
本发明的示例性实施例提供一种可再充电电池, 包括 : 电极组件, 包括正电极、 负 电极和位于所述正电极与所述负电极之间的隔板 ; 用于容纳所述电极组件的壳体, 所述壳 体具有开口 ; 盖组件, 包括连接至所述壳体的所述开口的盖板, 并且包括位于所述盖板之 上、 适于从所述壳体释放气体的通风构件 ; 以及隔离构件, 位于所述电极组件和所述盖板之 间用于防止所述电极组件接触所述盖板。
在一个实施例中, 所述隔离构件包括至少一个固定至所述盖组件的支撑板以及固 定至所述支撑板且与所述通风构件基本对准的截止板, 其中所述支撑板自所述截止板凸出 以便将所述截止板与所述盖板分离开。 在一个实施例中, 所述截止板接触所述电极组件, 且
所述截止板可与所述盖板大体上平行地定位。
另外, 在一个实施例中, 所述截止板的长轴沿与所述盖板的长轴基本上平行的方 向延伸, 且两个支撑板附连至所述截止板的侧边缘从而使所述两个支撑板彼此基本上平行 地延伸。进一步, 所述截止板可具有设置成与所述盖板上的电解液注入孔基本对准的排放 槽。在一个实施例中, 所述截止板包括多孔材料。
在一个实施例中, 所述支撑板接触所述盖板。 另外, 所述盖组件包括暴露于外部的 端子和固定至端子的下垫圈, 且其中所述隔离构件附连到所述下垫圈。 进一步, 所述隔离构 件可与所述下垫圈一体。
在一个实施例中, 所述盖组件包括两个皆暴露于外部的端子以及两个下垫圈, 这 两个下垫圈中的每一个下垫圈固定至这两个端子中的一个端子, 且其中所述隔离构件设置 在这两个下垫圈之间从而与这两个下垫圈一体。在示例性实施例中, 所述隔离构件具有与 所述通风构件基本上对准的弯曲的通风排放部分以及与所述电解液注入孔基本上对准的 弯曲的电解液排放部分。 附图说明 图 1 是示出根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的透视图。
图 2 是沿图 1 的线 II-II 截取的可再充电电池的剖面图。
图 3 是示出根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。
图 4 是示出根据本发明第二示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的俯视图。
图 5 是示出根据本发明第三示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。
图 6 是示出根据本发明第四示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。
图 7 是示出根据本发明第五示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。
图 8 是示出根据本发明第六示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。
图 9 是示出根据本发明第六示例性实施例的隔离构件安装到盖组件上的状态的 仰视图。
图 10 是示出根据本发明第七示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视 图。
图 11 是示出根据本发明第八示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视 图。
【对指示附图中主要元件的附图标记的描述】
100 : 可再充电电池 10 : 电极组件
11 : 正电极 12 : 负电极
13 : 隔板 20 : 盖组件
21 : 正极端子 21a、 22a : 端子法兰
22 : 负极端子 25 : 上垫圈
26、 65、 67、 75、 85、 87 : 下垫圈
27 : 电解液注入孔 29 : 螺母
30 : 盖板
34 : 壳体 39 : 通风构件
40、 50、 60、 70、 80、 90、 120、 130 : 隔离构件 41、 42、 51、 52、 61、 62、 71、 72、 81、 82、 121、 124、 131、 132 : 支撑板 43、 53、 63、 73、 83、 125、 135 : 截止板 43a、 54、 56 : 排放槽 81a、 82a : 突起 85a、 87a : 固定槽 91、 92 : 支撑部分 94 : 电解液排放部分 96 : 通风排放部分 131a、 132a : 弯曲部分 134 : 排放槽具体实施方式
在下文中将参照附图更全面地描述本发明的实施例, 其中附图中示出了本发明的 示例性实施例。如同本领域技术人员将认识到的那样, 所描述的实施例可以以各种不同方 式来修改, 所有这些修改均不偏离本发明的精神或范围。 贯穿说明书和附图, 相同的附图标 记始终指代相同的元件。
图 1 是示出根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的透视图, 图 2 是沿图 1 的线 II-II 截取的可再充电电池的剖面图。
参照图 1 和图 2, 根据本示例性实施例的可再充电电池 100 包括 : 通过将隔板 13 放 置在正电极 11 与负电极 12 之间进行螺旋卷绕得到的电极组件 10 ; 容纳电极组件 10 的壳 体 34 ; 以及连接至壳体 34 的开口上的盖组件 20。
根据本示例性实施例的可再充电电池 100 被绘制为四边形的锂离子可再充电电 池。不过, 本发明并不局限于此, 事实上, 本发明可应用于诸如锂聚合物电池或圆柱形电池 之类的各种形式的电池。
正电极 11 和负电极 12 包括 : 涂覆区域, 该区域是活性物质涂覆于以金属箔薄板形 成的集流体中的区域 ; 和未涂覆区域 11a 和 12a, 这些区域是未被涂覆以活性物质的区域。
正未涂覆区域 11a 形成在正电极 11 的长度方向的一侧端, 负未涂覆区域 12a 形成 在负电极 12 的长度方向的另一侧端。正电极 11 和负电极 12 与位于二者之间作为绝缘体 的隔板 13 相接触, 并与隔板 13 一起被螺旋卷绕。
不过, 本发明不局限于此, 电极组件 10 也可采用由多个片形成的正电极和负电极 交替堆叠且隔板置于这二者之间的结构形成。
壳体 34 形成为大致长方体, 并包括开口端。盖组件 20 包括 : 覆盖壳体 34 的开口 的盖板 30 ; 凸出至盖板 30 的外部并电连接至正电极 11 的正极端子 21 ; 凸出至盖板 30 的外 部并电连接至负电极 12 的负极端子 22 ; 以及通风构件 39, 该通风构件 39 中的槽口 39a 形 成为在预定内部压力下断裂。
盖板 30 形成为薄板, 并且盖板 30 的一端具有用于电解液注入的电解液注入孔 27, 盖板 30 还包括固定于电解液注入孔 27 之上对其进行密封的密封塞 38。
盖板 30 与端子 21 和 22 之间安装有用以使盖板与端子 21 和 22 绝缘的上垫圈 25。 在本说明书中, 端子 21 和 22 是正端子 21 和负端子 22。上垫圈 25 嵌入在端子孔中, 且上垫 圈 25 形成为两段, 这两段设置成分别与端子孔的靠上部分和靠下部分紧密地相邻。
端子 21 和 22 以圆柱体形状形成。端子 21 和 22 上安装有于靠上部分处对端子 21 和 22 加以支撑的螺母 29, 并且端子 21 和 22 的外围上形成螺纹以便拧紧螺母 29。端子 21和 22 的靠下端处形成用以在端子 21 和 22 的靠下部分处对端子 21 和 22 加以支撑的端子 法兰 21a 和 22a。
端子法兰 21a 和 22a 与盖板 30 之间安装有用以绝缘的下垫圈 26。与正电极相连 接的引线构件 32 和与负电极相连接的引线构件 32, 通过焊接分别附连到端子法兰 21a 和 22a 之上, 端子法兰 21a 和 22a 以及引线构件 32 皆嵌在下垫圈 26 内所形成的槽中。如此, 下垫圈 26 即被嵌在端子法兰 21a 和 22a 与盖板 30 之间, 从而被稳稳地固定。
两侧所设置的下垫圈 26 之间安装了隔离构件 40, 以使电极组件 10 可以安装在与 盖板 30 相距足够远之处, 并且即便电极组件 10 受到将之推向盖板 30 的力亦可保持在与盖 板 30 相距足够远之处从而可以防止电极组件与盖板 30 接触。
图 3 是示出根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。
参见图 3, 根据该示例性实施例的隔离构件 40 包括 : 基本上与盖板 30 平行安装的 截止板 43 ; 以及安装在截止板 43 两侧边缘处用以将隔离构件 40 固定至下垫圈 26 的支撑 板 41 和 42。
支撑板 41 和 42 基本上垂直于截止板 43 安装在截止板 43 两侧, 支撑板 41 和 42 长度方向上的两端附连到下垫圈 26 之上。支撑板 41 和 42 相对于截止板 43 来说朝盖板 30 凸出更长, 从而将截止板 43 与盖板 30 隔离开。 支撑板 41 和 42 之间的区域未加以封闭, 因此, 气体可流经支撑板 41 和 42 之间的 空间。 另外, 由于存在截止板 43 在支撑板 41 和 42 之间于靠下端处形成开口这样一个区域, 故气体能够从下方部件流经隔离构件 40。
截止板 43 具有排放槽 43a, 此排放槽 43a 形成在电解液注入孔 27 的下方且大体上 与之对准以便电解液能够顺利地注入到可再充电电池中。另外, 截止板 43 安装在通风构件 39 的下方。
在盖板 30 与电极组件 10 之间安装了隔离构件 40 的情况下, 由于隔离构件 40 防 止了电极组件 10 朝盖板 30 移动, 故盖板 30 与电极组件 10 之间的空间不会缩小, 并可在通 风构件 39 开放之际顺利确保提供气体释放通道。气体能经由截止板 43 与支撑板 41 和 42 之间所形成的空间自由地释放。
进一步, 由于隔离构件 40 固定至下垫圈 26, 故而隔离构件 40 能够被顺利固定到盖 组件 20, 并且, 能够防止诸如电解液之类的杂质于气体释放之际被释放到外部。
再进一步, 支撑板 41 和 42 的上端皆接触盖板 20 的下表面安装, 且截止板 43 接触 位于其下的电极组件 10 安装。相应地, 在通风构件 39 开放之际, 支撑板 41 和 42 稳定地承 受电极组件 10 的上升压力从而阻止电极组件 10 抬升, 而截止板 43 防止电极组件 10 因外 部冲击而振动。
图 4 是示出根据本发明第二示例性实施例的可再充电电池的隔离构件 50 的俯视 图。
除隔离构件的构造以外, 根据本示例性实施例的可再充电电池在构造上与根据第 一示例性实施例的可再充电电池基本相同, 因此省略对根据本示例性实施例的可再充电电 池之构造的详细说明。
参见图 4, 根据本示例性实施例的隔离构件 50 包括大体上与盖板 30 平行地定位的 截止板 53 以及安装在截止板 53 两端的支撑板 51 和 52。支撑板 51 和 52 的两端固定至下
垫圈 26, 且支撑板 51 和 52 的上端与盖板 30 的下表面相接触。
截止板 53 由多孔材料制成, 且平行于盖板 30 安装。 因此, 气体能够经由截止板 53 以及支撑板 51 和 52 与截止板 53 之间的空间释放。举例来说, 所述多孔材料可以是以下材 料中的一种 : 聚丙烯 (PP), 聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 和聚苯硫醚 (PPS)。
截止板 53 长度方向上的两端皆形成弧形弯曲的排放槽 54 和 56。排放槽 54 和 56 防止截止板 53 处于电解液注入孔下方进而封闭电解液注入孔, 使得气体能够顺利地流向 通风构件 39。由于排放槽 54 和 56 在支撑板 51 和 52 之间于隔离构件 50 的较低端处提供 了开放的空间, 故而气体能够顺利地流经隔离构件 50。 进一步, 由于支撑板 51 和 52 在截止 板 53 延伸不到的部分处连接到下垫圈 26, 故而支撑板 51 和 52 能够支撑电极组件 10。
在本示例性实施例中, 由于在截止板 53 的两侧形成排放槽 54 和 56, 故而气体流过 通风构件 39 的释放距离被最小化。
图 5 是示出根据本发明第三示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。
除隔离构件的构造以外, 根据本示例性实施例的可再充电电池在构造上与根据第 一示例性实施例的可再充电电池基本相同, 因此省略对根据本示例性实施例的可再充电电 池之构造的详细说明。 参见图 5, 根据本示例性实施例的隔离构件 60 包括安装在长度方向上的两端的下 垫圈 65 和 67、 安装在下垫圈 65 和 67 之间与下垫圈 65 和 67 连接的支撑板 61 和 62、 以及 安装在支撑板 61 和 62 的靠下端处的截止板 63。
截止板 63 附连到支撑板 61 和 62 的下表面且支撑板 61 和 62 与两个下垫圈 65 和 67 一体性地形成。当支撑板 61 和 62 与下垫圈 65 和 67 一体性地形成 ( 如本示例性实施例 中那样 ) 时, 即使不独立地附连隔离构件 60, 支撑板 61 和 61 以及下垫圈 65 和 67 仍能稳稳 地固定至盖板 30。
图 6 是示出根据本发明第四示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。
除隔离构件的构造以外, 根据本示例性实施例的可再充电电池在构造上与根据第 一示例性实施例的可再充电电池基本相同, 因此省略对根据本示例性实施例的可再充电电 池之构造的详细说明。
参见图 6, 根据本示例性实施例的隔离构件 70 包括在其一侧端部分处一体性地形 成的下垫圈 75、 一体性地固定至下垫圈 75 的支撑板 71 和 72、 以及安装在支撑板 71 和 72 的下端的截止板 73。
在根据本示例性实施例的隔离构件 70 中, 仅在其一侧端部分处一体性地形成下 垫圈 75, 而在其另一侧端部分处, 隔离构件 70 固定至一独立地形成的下垫圈上而非与该下 垫圈一体性地形成。
当下垫圈 65 与隔离构件 70 的一端部分一体性地形成 ( 如本示例性实施例中那 样 ) 时, 即使不独立地固定隔离构件 70, 隔离构件 70 仍能稳稳地固定至盖组件 20。
图 7 是示出根据本发明第五示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。
除隔离构件的构造以外, 根据本示例性实施例的可再充电电池在构造上与根据第 一示例性实施例的可再充电电池基本相同, 因此省略对根据本示例性实施例的可再充电电 池之构造的详细说明。
参见图 7, 根据本示例性实施例的隔离构件 80 包括在长度方向的两端处嵌入到下
垫圈 85 和 87 的突起 81a 和 82a。
隔离构件 80 包括 : 截止板 83 ; 安装在截止板 83 两侧端处的两个支撑板 81 和 82 ; 以及在支撑板 81 和 82 的长度方向的两端处形成的突起 81a 和 82a。
下垫圈 85 和 87 上形成用于嵌入突起 81a 和 82a 的固定槽 85a 和 87a, 固定槽 85a 和 87a 形成在下垫圈 85 和 87 的上表面的两侧端处。此种固定槽 85a 和 87a 在朝向支撑板 81 和 82 的表面开口, 并且具有闭锁状的下部。 相应地, 当突起 81a 和 82a 嵌入到固定槽 85a 和 87a 时, 防止了隔离构件 80 移动至下垫圈 85 和 87 之下, 进而由下垫圈 85 和 87 稳稳地 固定了隔离构件 80。
图 8 是示出根据本发明第六示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视图。 图 9 是示出根据本发明第六示例性实施例的隔离构件安装到盖组件上的状态的仰视图。
除隔离构件的构造以外, 根据第六示例性实施例的可再充电电池在构造上与根据 第一示例性实施例的可再充电电池基本相同, 因此省略对根据第六示例性实施例的可再充 电电池之构造的详细说明。
参见图 8 和图 9, 根据本示例性实施例的隔离构件 90 形成为杆状, 隔离构件 90 中 间部分的厚度大于其边缘部分的厚度。 在隔离构件 90 中间部分的厚度形成的够大的情况下, 通过将盖组件 30 与电极组 件 10 分隔开来, 能够防止电极组件 10 明显地向上抬升。
隔离构件 90 包括 : 设置在两端并固定至下垫圈 26 的支撑部分 91 和 92、 位于电解 液注入孔 27 下方并朝壳体 34 的壁表面弯曲的电解液排放部分 94、 以及位于通风构件 39 下 方并朝壳体 34 的壁表面弯曲的通风排放部分 96。
在隔离构件 90 形成为杆状的情况下, 在隔离构件 90 上形成弯曲的电解液排放部 分 94 和通风排放部分 96, 能够稳定地防止隔离构件 90 对通风构件 39 的开启、 气体的排放 以及经由电解液注入孔 27 的电解液注入产生不利影响。
图 10 是示出根据本发明第七示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视 图。
除隔离构件的构造以外, 根据本示例性实施例的可再充电电池在构造上与根据第 一示例性实施例的可再充电电池基本相同, 因此省略对根据本示例性实施例的可再充电电 池之构造的详细说明。
参见图 10, 根据本示例性实施例的隔离构件 120 包括截止板 125 以及安装在截止 板 125 两端的支撑板 121 和 124。截止板 125 位于通风构件 39 下方, 支撑板 121 和 124 将 截止板 125 的两端连接至下垫圈 26, 支撑板 121 和 124 在截止板 125 的宽度方向上的中心 位置处固定至截止板 125。
支撑板 121 和 124 大体上与截止板 125 垂直地安装, 在电解液注入孔 27 的下方处 支撑板 121 和 124 具有电解液排放部分 123, 电解液排放部分 123 朝壳体 34 的壁表面弯曲 并与壁表面相接触。
在隔离构件 120 以此方式安装的情况下, 能够防止电极组件 10 明显抬升, 并且能 够稳定地防止在通风构件 39 开启时诸如电解液之类的杂质经通风构件 39 释放。
图 11 是示出根据本发明第八示例性实施例的可再充电电池的隔离构件的透视 图。
除隔离构件的构造以外, 根据本示例性实施例的可再充电电池在构造上与根据第 一示例性实施例的可再充电电池基本相同, 因此省略对根据本示例性实施例的可再充电电 池之构造的详细说明。
参加图 11, 根据本示例性实施例的隔离构件 130 包括大体上与盖板 30 平行地定位 的截止板 135 以及将截止板 135 固定至盖组件 20 的支撑板 131 和 132。
支撑板 131 和 132 具有朝截止板 135 向下弯曲的弯曲部分 131a 和 132a 以便将截 止板 135 与盖板 30 分隔开来。进一步, 支撑板 131 和 132 从弯曲部分 131a 和 132a 连接至 下垫圈 26。位于弯曲部分 131a 和 132a 与下垫圈 26 之间的支撑板 131 和 132 设置为与盖 板 30 的下表面相接触。在支撑板 131 和 132 中, 弯曲形成与电解液注入孔 27 基本对准的 电解液排放部分 134 以免对电解液之注入产生不利影响。
在隔离构件 130 以实施例中的方式安装时, 能够稳定地防止电极组件 10 明显抬 升, 并且气体能够顺利地排放到盖板 30 与截止板 135 之间的空间中。
虽然已经结合目前所认为的实际示例性实施例描述了本公开, 但是应该理解的 是, 本发明不局限于所公开的实施例, 而是相反, 意在涵盖包括在所附权利要求书的精神和 范围内的各种修改和等同布置。